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Bobby Brown
更新 2026-06-24
Hastelloy C  (哈氏合金):特性、化學耐受性表

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什麼是哈氏合金 (Hastelloy C)?

Hastelloy 中文哈氏合金,是美國 Haynes International.   3(海恩斯)研發製造的一種超低碳型鎳基耐蝕合金,主要由鎳(Ni)、鉬(Mo)和鉻(Cr)組成。哈氏合金因其優越的耐高溫性能、抗氧化性及焊縫熱影響區耐腐蝕性,被廣泛應用於農業化工、核設施、生物製藥等苛刻工業環境中。

在濕氧、亞硫酸、醋酸、甲酸和強氧化鹽等介質中,哈氏合金展現出優異的耐均勻腐蝕性及耐晶間腐蝕性。哈氏合金的導電率和導熱係數較低碳鋼低得多,但電阻率和膨脹率都比低碳鋼高得多,系統設計時須納入考量。 


哈氏合金主要牌號

哈氏合金 (Hastelloy C) 家族包含多個不同牌號,各自具有不同的耐蝕性能表現。三個最常被工業選用的牌號為 C-276、C-22 及 C-4,彼此並不可互換。

Hastelloy C-276

應用最廣泛

化學耐受範圍最廣的牌號,對氧化性酸、還原性酸、含氯介質、點蝕及縫隙腐蝕均具良好抵抗力。為首款設計為免焊後熱處理即可使用的 Ni-Cr-Mo 合金,擁有逾 50 年工業應用實績。 

適合: 一般化工製程、混合介質、含氯化物流體。

Hastelloy C-22

強氧化性介質

鉻含量較高(22%,C-276 為 16%),在強氧化性環境中的耐蝕性優於 C-276,對局部腐蝕的防護能力亦更強。常作為 C-276 母材焊接時的填充金屬,補強焊縫最脆弱處的耐蝕性。 

適合: 強氧化性酸、混合酸環境、焊接接頭要求嚴格的應用。

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Hastelloy C-4

高溫穩定性

針對 650–1040°C 高溫服役優化,較低的鎢含量可降低長期高溫下的晶界析出風險,維持機械性能與耐蝕性。哈氏合金主要包括鎳鉬系 Hastelloy B-2 及鎳鉻鉬系 Hastelloy C-4 等系列。 

適合: 高溫服役環境、需長期微觀組織穩定性的應用。


哈氏合金化學和物理性質

哈氏合金的力學性能非常突出,具有高強度和高韌性的特點。然而,這也使其在機械加工方面有一定難度,並具有極強的應變硬化傾向——當變形率達到 15% 時,應變硬化程度約為 18-8 不鏽鋼的兩倍。哈氏合金還存在中溫敏化區,敏化傾向隨變形率的增加而增大。 

哈氏合金具有優異的抗氧化性和耐腐蝕性。它能抵抗亞硫酸、醋酸、甲酸和強氧化鹽等介質的腐蝕,並具有良好的焊縫熱影響區耐腐蝕性,使其在焊接應用中非常可靠,多數化工設備可在免焊後熱處理的狀態下直接投入使用。

下表比較哈氏合金中最常選用的兩個牌號——C-276 與 C-22 的物理與機械性能。成分差異直接影響耐蝕性能:C-22 鉻含量較高、鉬含量較低,在氧化性介質中表現更優;C-276 鉬含量較高,在還原性環境中更具優勢。數值均為退火態加工材料。C-276 數值為 ASTM 最小規格值,來源:Haynes International 及 ASTM B622;1 C-22 數值來源:Haynes International C-22 數據表及手冊。2 C-4 特性請參閱 Haynes International C-4 數據表。 

性能 C-276(UNS N10276) C-22(UNS N06022)
基本成分 Ni 57%(餘量)、Mo 16%、Cr 16%、W 4%、Fe 5% Ni 56%(餘量)、Cr 22%、Mo 13%、W 3%、Fe 3%
密度 8.89 g/cm³ 8.69 g/cm³
抗拉強度 690 MPa 最小值(ASTM) 800 MPa 平均值(薄板,室溫)
降伏強度 283 MPa 最小值(ASTM) 407 MPa 平均值(薄板,室溫)
延伸率 40% 最小值(ASTM) 57% 平均值(薄板,室溫)
熔點範圍 1325–1370°C 1357–1399°C
最高使用溫度(腐蝕環境) 約 400°C(750°F)——兩者相同
熱傳導率 10.5 W/m·K(50°C) 約 10.1 W/m·K(50°C)
電阻率 1.23 μΩ·m(室溫) 1.22 μΩ·m(室溫)
主要優勢 最廣泛的化學耐受性;適合還原性及混合介質 強氧化性介質;優異的抗氯化物點蝕性

哈氏合金應用領域

Hastelloy 因具有優異的耐高溫性能、抗氧化性和耐腐蝕性,是多種苛刻工業應用的理想材料。哈氏合金 (Hastelloy C) 系列主要應用領域包括:

  • 農業化工:製造接觸強腐蝕性介質的化工設備材料,能在氧化性與還原性混合環境中長期穩定運行
  • 生物製藥:製造醫療器械和藥品生產設備,對有機酸、氧化劑及反應副產物均具良好耐受性
  • 核設施:因能在高輻射和高溫環境中保持穩定,用作核反應堆中的結構材料
  • 半導體與濕製程:化學品輸送系統及濕式工作台元件,接觸強酸鹼化學品的場合
  • 廢氣污染防治(FGD):接觸酸性氣體與漿料的脫硫系統
  • 紙漿與造紙:含氯漂白製程設備

哈氏合金耐化表

如何看 LORRIC 耐化表

  • 符號說明:OK:實驗環境中無不良反應;△:須經實際測試方可決定是否可使用;X:強烈反應,不建議使用;N/A:無相關資料可供參考
  • 此表格僅代表單一化學品對本質材在實驗室環境中短期測試的結果。若一次使用兩種以上化學品,或需長時間耐化,請依照實際使用經驗選購。
  • 此耐化表為 LORRIC 就原廠提供之資料及網路資料整理而成,請客戶依照實際經驗選購,本公司無法承諾實際使用結果。
OK 建議使用
△ 需測試確認
X 不建議使用
N/A 資料不足
注意:本表僅反映單一化學品在實驗室短期接觸條件下的結果。多種化學品混用、高溫或高濃度條件下,相容性可能顯著不同。選材前請在實際製程條件下進行驗證,或諮詢 LORRIC 技術團隊。
分類 英文名稱 中文名稱 Hastelloy C
有機酸 Acetic acid 乙酸 OK (20%)
Acetic acid, glacial 冰醋酸 OK
Acetic anhydride 醋酸酐 OK
Citric acid 檸檬酸 OK
有機化合物 Acetaldehyde 乙醛 OK
Acetone 丙酮 OK
Methyl alcohol 甲醇 OK
Aniline 苯胺 OK
Benzaldehyde 苯甲醛 N/A
Benzene 苯 OK
Benzyl alcohol 苯甲醇 N/A
Benzyl chloride 氯化苯 N/A
Corn oil 穀物油 N/A
Ethanol 乙醇 OK
Ethylene glycol 乙二醇-(1,2) OK
Fatty acid 脂肪酸 OK
Formaldehyde 甲醛 OK (40%)
Formic acid 蟻酸 OK
Hexane 己烷 N/A
Lactic acid 乳酸 OK
Methanol 甲醇 OK
Paraffin oil 有機溶劑 N/A
Petroleum 有機溶劑 N/A
Phenol 酚 OK (<50°C)
Propane, liq 丙烷 N/A
Propanol 丙醇 OK
Stearic acid 十八(烷)酸 OK
Tannic acid 鞣酸 N/A
Tartaric acid 酒石酸 OK
Toluene 甲苯 N/A
Urea 碳醯胺(尿素) △
無機化合物 Ammonia 氨 OK
Ammonium chloride 氯化銨 OK
Ammonium hydroxide 氫氧化氨 OK
Ammonium nitrate 硝酸銨 OK
Ammonium sulfate 硫酸銨 OK
Aqua regia 王水 X
Barium chloride 氯化鋇 OK
Barium hydroxide 氫氧化鋇 OK
Brine 鹽水 OK
Calcium Chloride 氯化鈣 OK
Calcium hydroxide 氫氧化鈣 OK
Carbonic acid 碳酸 OK
Chloric acid 氯酸 OK
Chlorine 氯 OK
Detergent 清潔劑 N/A
Hydrobromic acid 氫溴酸 N/A
Hydrochloric acid 氫氯酸/鹽酸 N/A
Hydrofluoric acid 氫氟酸 N/A
Hydrogen peroxide 過氧化氫 OK (30%)
Nitric acid 硝酸 OK (5%)
Phosphoric acid 磷酸 N/A
Potassium hydroxide 氫氧化鉀 OK
Potassium nitrate 硝酸鉀 OK
Potassium sulfate 硫酸鉀 OK
Sodium carbonate 碳酸鈉 OK
Sodium hydroxide 氫氧化鈉 N/A
Sodium nitrate 硝酸鈉 N/A
Sulfuric acid 硫酸 OK (40% @ <80°C)  OK (90%)
Sulfur dioxide 二氧化硫 OK

常見問題

哈氏合金 Hastelloy C-276、C-22 與 C-4 有什麼差別?

三者同屬哈氏合金 (Hastelloy C) 家族,但不可互換。C-276 化學耐受範圍最廣,適合大多數一般化工製程。C-22 鉻含量較高,在強氧化性介質中表現更優,亦常作為 C-276 焊接填充金屬。C-4 專為 650–1040°C 高溫穩定性設計,哈氏合金主要包括鎳鉬系 Hastelloy B-2 和鎳鉻鉬系 Hastelloy C-4 等。牌號選用應根據實際化學環境、溫度及製造要求決定。

哈氏合金耐鹽酸嗎?

在低濃度及較低溫度下可耐受,但牌號與製程條件的影響相當顯著。C-22 實驗室數據顯示:1% 鹽酸在約 93°C 以下腐蝕速率低於 0.1 mm/年;5% 鹽酸在 38°C 下低於 0.01 mm/年,表現優異。.2 濃度超過 5% 後腐蝕速率隨溫度急劇上升:5% 鹽酸在 66°C 時達 0.44 mm/年;10% 鹽酸在 66°C 時達 0.98 mm/年。2 C-276 較高的鉬含量在還原性鹽酸環境中提供相近的耐蝕能力。1 兩者均不建議用於高濃度鹽酸高溫環境。選材前務必在實際製程條件下進行驗證,或洽詢 LORRIC 技術團隊

哈氏合金與一般不鏽鋼有何不同?

哈氏合金 (Hastelloy C) 在含氯化物環境、還原性酸及混合介質中的耐蝕性能遠優於 316 不鏽鋼。代價是材料成本較高且加工硬化速率較快。一般腐蝕環境選用 316 不鏽鋼通常足夠;在苛刻腐蝕或混合介質條件下,哈氏合金才是正確選擇。可參考AISI 316 化學耐受性表進行對比。

哈氏合金適合哪些苛刻工業環境?

Hastelloy 因具有優異的耐高溫性能、抗氧化性和耐腐蝕性,是多種苛刻工業應用的理想材料:可用於製造農業化工設備、醫療器械和藥品生產設備,也因能在高輻射和高溫環境中保持穩定,用作核反應堆結構材料,以及半導體、PCB 等濕式製程化學品輸送系統。

參考資料

  1. Haynes International. HASTELLOY® C-276 Alloy Datasheet(2023). haynesintl.com — C-276 數據表(PDF). 本頁 C-276 物理、機械性能及腐蝕速率數據之來源。
  2. Haynes International. HASTELLOY® C-22® Alloy Brochure(2023). haynesintl.com — C-22 手冊(PDF). 本頁 C-22 成分、物理性能、機械性能及腐蝕速率數據之來源。
  3. Hastelloy — Wikipedia. 哈氏合金系列及牌號歷史背景資料。
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